Расчет несущей способности свай по материалу.

Свая С8-35 изготовлена из бетона В15, Е=24*10⁶, R_b=8500кПа, А=0,35²=0,1225м², арматурный каркас 4Ø10А300, R_sc=8500кПа, A_stot=0,000314м².

Принятый свайный фундамент с вертикальной забивкой свай, поэтому расчетная длина сваи ℓ₀ принимается равной ℓ₁ , по формуле 7.1 [15] где ℓ₁ –расстояние от подошвы ростверка до расчетного сечения защемленного в грунте стержня:

ℓ_с=0 – длина сваи от подошвы ростверка до уровня планировки грунта.

α_ε – коэффициент деформации, определяемый:

Коэффициент К определяем по[15], табл.Д1, для грунта расположенного от подошвы фундамента на расстоянии определенном по формуле Д.4[15]:

ℓ_К = 3,5d + ∆

где ∆=1,5

d=0.35м – размер сечения сваи

ℓ_К =3,5*0,35+1,5=2,73м

Таким образом К=6440 кН/м⁴ для песка средней крупности с е=0,622

I = d⁴/12=0,35⁴/12=0,00125м⁴ – момент инерции сечения сваи

Модуль упругости бетона В25 сваи:

Е = 30000МПа = 30*10⁶ кПа

Условная ширина сваи:

b_p=1,5d+0,5=1,5*0,35+0,5=1,025м

=0,707м^-1

=2/0,707=2,83м

Гибкость сваи:

ℓ₀/h=2,83/0,35=8,1 ≤ 20 следовательно несущую способность сваи вычисляем по формуле:

N_ult=φ(R_bA+R_scA_stot)=0,91*(14500*0,1225+355000*0,000314)=1717,8кН> F_d/γ_f = =1090,7/1,4=779,1 кН

φ =0,91 для ℓ₀/h=8,1

Последующие расчеты ведем для несущей способности свай по грунту

F_d =1090,7кН, т.к. она меньше несущей способности сваи по материалу N_ult=1717,8кН

2. Расчет фундамента по оси и Определение требуемой ширины ростверка.

b_p =

N_0I = 1,25N – нагрузка на 1м/п по обрезу фундамента стены по оси И для расчета по первой группе предельных состояний.

N_0I =1,25*372,422=465,5 кН

γ_f = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке

d_p =0,5м – глубина заложения ростверка

b_р=465,5/(706,6-22*0,5*1,1)=0,68м

Предварительный расчет веса ростверка с грунтом по формуле:

N_pg= =1,1*0,68*22*0,5=8,2 кН

Рисунок 31 – К расчету свайного фундамента по оси И.

Необходимое число свай на погонный метр ростверка определим по формуле:

N=

γ_m = 1 коэффициент, учитывающий внецентренность нагрузки на фундамент

γ_k = 1,4 коэффициент надежности

N=1*1,4*(465,5+8,2)/1090,7=0,61 шт/м.п

Или шаг забивки свай составит:

b = 1/N = 1/0,61= 1,6м

Высота ростверка назначается ориентировочно из условия проч­ности ростверка на продавливание и изгиб по формуле :

, м

где d = 0,35 м - ширина сваи; k = 1;

R_bt = 1035 кПа - прочность бетона на скалывание;

h_р = - 0,35/2 + 0,5(0,35² + 1090,7 /1035) = 0,37 м

Принимаем высоту ростверка 0,4 м. Назначаем расстояние между осями свай 1,6 м, ширину ростверка 0,68м. Схема расположения свай в ростверке на рис.32

Рисунок 32. Схема расположения свай в ростверке фундамента ось И.

Определение фактического веса ростверка и грунта на его уступах:

N_I =

Вес ростверка на м.п.:

N_p = γ_f *V_жб=25*0,68*0,4*1=6,8 кН

γ_f=25 кН/м³ – удельный вес бетона

Вес грунта на уступах:

0,04*22,4=0,9 кН

Усредненный удельный вес грунта и пола на уступах фундамента:

кН/м³

V_гр=(0,68-0,4)*0,15=0,04 м³- объем грунта расположенного на уступах фундамента.

Вес сваи за вычитом заделки в ростверк, равной 100мм:

N_SL=N_S - N_зад

Вес сваи по табл.17[22]:

N_S =25кН

Вес части сваи заделанной в ростверк:

N_зад= V_зад * γ_f =0,1*0,35*0,35*25=0,3кН

N_SL= 25-0,3=24,7кН

Количество свай в фундаменте на 1 м.п.

n=0,61шт

(465,5+1,2*6,8+1,1*0,9+1,1*24,7*0,61)/0,61=805,3 кН < F_d/1,4=1090,7/1,4=779,1 кН

Условие не выполняется, следовательно уменьшим шаг свай в ростверке до 1500мм, тогда количество свай на м.п. ростверка составит:

N=1/1,5м = 0,667шт/м.п.

Проверка:

(465,5+1,2*6,8+1,1*0,9+1,1*24,7*0,667)/0,667=738,8 кН < F_d/1,4=779,1 кН

Проверка условий работы свай показала, что свайный фундамент запроектирован рационально. План фундамента изображен на рисунке 33.

Рисунок 33. Схема расположения свай в ростверке фундамента стены ось И.